刀片失效及其對(duì)鋅合金壓鑄加工的不利影響
,刀具是怎么壞的" alt="加工鋅合金壓鑄件
后刀面磨損
任何類型的材料的正常磨損都可能導(dǎo)致刀片失效。正常后刀面磨損是最受歡迎的磨損形式
當(dāng)鋅合金壓鑄件中堅(jiān)硬的細(xì)微夾雜物或加工硬化的材料切入刀片時(shí)
識(shí)別正常后刀面磨損時(shí)
為了減緩正常后刀面磨損
,重要的是采用不會(huì)發(fā)生微崩的最硬刀片材質(zhì)等級(jí),并且使用最輕快的切削刃來(lái)減少切削力和摩擦。另一方面
,后刀面快速磨損是人們不希望見(jiàn)到的,因?yàn)檫@會(huì)降低刀具壽命,無(wú)法達(dá)到15分鐘的典型切削時(shí)間。在切削耐磨材料,比如球墨鑄鐵件、鋁合金壓鑄件、鋅合金壓鑄件、高溫合金、熱處理后的沉淀硬化(PH)不銹鋼、鈹銅合金及鎢硬質(zhì)合金快速后刀面磨損的跡象類似于正常磨損
月牙洼
月牙洼常見(jiàn)于鐵基或鈦基合金的高速加工作業(yè)中,它屬于刀片溶解到工件切屑中的熱/化學(xué)問(wèn)題
擴(kuò)散磨損與磨料磨損共同作用造成了月牙洼。在加工基和鈦基合金時(shí)
積屑瘤
工件的碎片通過(guò)熱壓焊結(jié)到切削刃上時(shí)
,會(huì)產(chǎn)生積屑瘤,這是切削區(qū)存在化學(xué)親和性、高壓及高溫所致。積屑瘤最終會(huì)脫落,有時(shí)隨刀片碎片一同脫落,從而導(dǎo)致微崩和快速的后刀面磨損這種失效機(jī)理常見(jiàn)于粘性材料
、低速、高溫合金、不銹鋼和有色金屬材料,以及螺紋加工和鉆削。積屑瘤可以通過(guò)鋅合金壓鑄件尺寸或表面粗糙度的異常變化以及切削刃頂部或后刀面上出現(xiàn)的閃亮材料來(lái)識(shí)別。可以通過(guò)下列方法來(lái)控制積屑瘤:提高切削速度和進(jìn)給量
、使用氮化物(TiN)鍍層刀片、合理使用冷卻液(如增加濃度),以及選用具有可減少作用力的幾何形狀和/或平滑表面的刀片。微崩
微崩源自機(jī)械性能不穩(wěn)定
,通常是由不牢固的裝夾、軸承不良或主軸磨損、加工材料有硬質(zhì)點(diǎn)或斷續(xù)切削造成。這種現(xiàn)象有時(shí)會(huì)出現(xiàn)在意想不到的場(chǎng)合,例如加工那些刻意在零件上留下多孔結(jié)構(gòu)的粉末冶金(PM)材料。切削材料表面所含的堅(jiān)硬夾雜物和斷續(xù)切削會(huì)導(dǎo)致局部應(yīng)力集中并可能導(dǎo)致微崩。在這種失效模式下,沿刀片切削刃分布的切屑非常明顯
。確保機(jī)床合理裝夾、盡量減少?gòu)澢冃巍⑹褂醚心サ镀?div id="d48novz" class="flower left">熱機(jī)械失效
劇烈的溫度波動(dòng)與機(jī)械沖擊可能造成熱機(jī)械失效
。應(yīng)力裂紋會(huì)沿刀片刃口形成,最終造成刀片的硬質(zhì)合金部分脫落,看起來(lái)有點(diǎn)類似于微崩。熱機(jī)械失效最有可能出現(xiàn)在銑削作業(yè)中
,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)在大批量零件的斷續(xù)車削、端面加工以及采用間歇冷卻液的加工作業(yè)中。熱機(jī)械失效的跡象是出現(xiàn)多個(gè)垂直于切削刃的裂紋。在微崩開始前識(shí)別出該失效模式特別重要。可通過(guò)以下方法來(lái)防止熱機(jī)械失效:正確使用冷卻液
,或者,如果希望在加工工藝中完全杜絕這種失效,可使用更耐沖擊的材質(zhì)等級(jí)以及降低熱量產(chǎn)生的槽型并降低進(jìn)給量。刃口變形
過(guò)多的熱量和機(jī)械負(fù)荷是刃口變形的根源
。在高速和高進(jìn)給情況下,或是加工硬鋼、加工硬化的鋅合金壓鑄件表面及高溫合金時(shí),往往會(huì)產(chǎn)生大量的熱。過(guò)多熱量會(huì)造成刀片中的硬質(zhì)合金粘接劑或鈷發(fā)生軟化
。當(dāng)?shù)镀c工件之間的應(yīng)力導(dǎo)致刀片變形或刀尖凹陷時(shí)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械負(fù)荷,最終會(huì)折斷刀片或?qū)е驴焖俚暮蟮睹婺p。刃口變形的跡象包括切削刃變形和加工出來(lái)的工件不符合尺寸規(guī)格要求?div id="4qifd00" class="flower right">
溝槽磨損
當(dāng)粗糙的鋅合金壓鑄件表面磨蝕和刻劃刀具上的切削區(qū)深處時(shí)
刀片切削深度處開始出現(xiàn)溝槽磨損和微崩時(shí),這種失效模式會(huì)變得顯著
機(jī)械破裂
切削刃所承受的作用力超過(guò)其固有強(qiáng)度時(shí),刀片將會(huì)發(fā)生機(jī)械破裂
。除了正常后刀面磨損之外
,通過(guò)糾正所有其他的失效模式可避免發(fā)生機(jī)械破裂。使用更耐沖擊的材質(zhì)等級(jí)、選擇更強(qiáng)壯的刀片槽型、采用更厚的刀片、降低進(jìn)給量和/或切深、驗(yàn)證裝夾剛性以及檢查工件是否含有堅(jiān)硬的夾雜物或難以切入